Vena contracta - Vena contracta

Vena contracta
Těsně za přehradou Swartswood Lake Dam je řeka nucena zúžit betonovou oporou mostu. Oddělení toku je patrné v ostrém ohybu, těsně nad vena contracta

Vena contracta je bod v proudu tekutiny, kde je průměr proudu nejmenší a rychlost tekutiny je na maximu, jako například v případě proudu vycházejícího z tryska (otvor ). (Evangelista Torricelli, 1643). Je to místo, kde je plocha průřezu minimální. Maximální kontrakce se odehrává v části mírně pod otvorem, kde je paprsek víceméně vodorovný.

Účinek je také pozorován při průtoku z nádrže do potrubí nebo při náhlém zmenšení průměru potrubí. Streamlines se budou sbíhat těsně za změnou průměru a regionem oddělený tok nastává z ostrého rohu změny průměru a sahá kolem vena contracta.

Ve venturimetru je vidět tvorba vena contracta.[1]

Vysvětlení

Důvodem tohoto jevu je to, že proudění tekutin nemůže náhle změnit směr. V případě jak volného paprsku, tak náhlé změny průměru potrubí nejsou proudnice schopny přesně sledovat ostrý úhel ve stěně potrubí / nádrže. Sbíhající se proudnice sledují hladkou cestu, což má za následek zúžení proudu (nebo primárního toku potrubí).

Echokardiografie

Měření vena contracta je užitečné v echokardiografie, kde popisuje nejmenší oblast proudění krve při výstupu ze srdeční chlopně. To odpovídá efektivní plocha clony (OEA) vypočteno pro srdeční chlopně pomocí rovnice kontinuity.

Brokovnice

Vena Contracta byl termín používaný několika anglickými staviteli brokovnic 19. a 20. století. Pistole sportovních brokovnic se velmi silně zužovaly od závěru po čenich. Zbraň se závěrem s 12 vývrty by tedy měla čenich s 20 vývrty. Hlavní myšlenkou bylo zachovat výhody těžce zasažené brokovnice s velkým vývrtem při zachování menšího zpětného rázu a snadné manévrovatelnosti malého vývrtu. Několik předních firem tento typ zbraně vyrobilo, ale ukázalo se to nepopulární a většina byla vrácena výrobcům pro sudy s velkým otvorem. Pro většinu střelců byla myšlenka umístění náboje s 12 otvory do hlavně s 20 otvory příliš „výbušná“. Kompletní fungující příklady jsou nyní vzácné, i když stále nejsou velmi vyhledávané.[Citace je zapotřebí ]

Koeficient kontrakce

Koeficient kontrakce je definován jako poměr mezi oblastí paprsku u vena contracta a oblastí ústí.

CC = Plocha vena contracta / Plocha ústí.

Typickou hodnotu lze považovat za 0,611 pro ostrý otvor (soustředný s průtokovým kanálem).[2][3] Čím menší hodnota, tím větší účinek má vena contracta.

Viz také

Reference

  1. ^ Eligoprojekty (2018-10-30). „Co je Venturimetr? Konstrukce a práce“. Eligoprojekty. Citováno 2019-12-17.
  2. ^ Lienhard, J. H .; Lienhard, J. H. (01.03.1984). „Rychlostní koeficienty pro bezplatné trysky z otvorů s ostrými hranami“ (PDF). Journal of Fluids Engineering. 106 (1): 13–17. Bibcode:1984ATJFE.106 ... 13L. doi:10.1115/1.3242391. ISSN  0098-2202.
  3. ^ Katopodes, Nikolaos D. (21. srpna 2018). Průtok volným povrchem. Mechanika kapalin v prostředí. Kidlington, Oxford: Butterworth-Heinemann. str. 512. ISBN  978-0-12-816251-4. OCLC  1049568159.
  • Falkovich, G. (2011). Fluid Mechanics, krátký kurz pro fyziky. Cambridge University Press. str. 11 a cvičení 1.3. ISBN  978-1-107-00575-4.